JP4725394B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明はインクジェット記録装置に係り、特に装置全体の小型化を実現するインクジェット記録装置の構造に関する。

近年、デジタルスチルカメラにより撮影された画像などを印刷記録する記録装置としてインクジェット記録装置（インクジェットプリンター）が普及している。インクジェット記録装置はヘッドに複数のノズルを備え、このノズルから記録媒体にインク液滴を吐出して記録媒体上に所望の画像が記録される。インクジェット記録装置はパソコン、スキャナー、デジタルカメラなどの他の機器と同じ机上に設置されることが多くなり、１つの机上に多数の機器をコンパクトに設置するためにこれらの機器を積み重ねて設置することがある。したがって、装置全体を小型化、薄型化することで設置スペースの省スペース化を図るとともに、電源オンオフなどの操作や給紙、インクの交換などのメンテナンスを行う面を共通化して操作性、メンテナンス性の向上を図っている。

特許文献１に記載された発明は、必要なときのみインクカートリッジを記録ヘッドに接続し、インクを供給する方法を採用し、装置内のインク供給系の構造を簡素化して装置全体の小型化を実現している。

また、特許文献２、３の発明は、装置の前面側からインク供給体の交換、給紙、排紙を行うことができる構造を有するインクジェット記録装置が開示されている。
特開２００４−３３８３８３号公報 特開２００３−２００５９７号公報 特開２００３−２００５９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、給紙カセットが背面側に搭載されるので装置の奥行きのサイズを小さくすることが難しく、装置の背面側に給紙カセットを着脱するためのスペースが必要であり設置面積を省スペース化することができない。また、インクカートリッジを側面側から挿抜する構造であり、側面側にもインクカートリッジを挿抜するためにスペースが必要になる。

また、特許文献２、３に記載された発明では、インクカートリッジをキャリッジに搭載する場合、キャリッジにインクカートリッジを搭載するスペースが必要になりキャリッジが大型化する。特許文献２の図１６や特許文献３の図２７のようなたて型のインクカートリッジを用いる態様では装置の高さ方向をコンパクトにすることが難しくなる。

インクカートリッジをキャリッジに搭載しない場合には、インクカートリッジと記録ヘッド（キャリッジ）とをつなぐチューブが存在し、このチューブを装置内に収納するためのスペースが必要となる。このチューブの寸法は記録ヘッドの走査方向の寸法（幅方向）に対応する長さを有しているので、装置の幅方向の寸法を小さくすることが困難である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置全体の小型化を実現するとともに周辺に設置される機器を含めた設置スペースの省スペース化を実現し、操作性、メンテナンス性を向上させるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために本発明に係るインクジェット記録装置は、ノズルから記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを前記記録媒体の幅方向に走査させる走査手段と、前記記録媒体が収納され、装置正面から着脱可能な記録媒体収納部を含み、前記インクジェットヘッドの垂直方向下側に配置され、前記装置正面から前記記録媒体収納部に収納されている記録媒体を装置内へ供給する記録媒体供給手段と、前記記録媒体供給手段から前記インクジェットヘッドのインクの吐出を受ける記録領域へ前記記録媒体が搬送されるとともに、前記記録領域において前記走査方向と略直交方向に前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記記録媒体が供給される前記装置正面から、前記インクジェットヘッドによる記録後の記録媒体を排出させる記録媒体排出手段と、前記インクジェットヘッドに供給するインクが収容され、装置の垂直方向における前記インクジェットヘッドと前記記録媒体供給手段との間に配置され、前記記録媒体が供給されるとともに排出される前記装置正面から着脱可能なインクカートリッジと、前記インクカートリッジと前記インクジェットヘッドとの間に設けられるインク供給路と、前記インクジェットヘッドの走査領域の少なくとも一方の端部に設けられ、前記インクジェットヘッド内にインクを供給する場合には前記インクジェットヘッドと前記インク供給路とを連結させ、前記インクジェットヘッドの印字実行時には前記インクジェットヘッドと前記インク供給路とを離間させる連結部と、前記インクジェットヘッドの前記連結部と連結される位置の下側に設けられ、前記インクジェットヘッドの回復処理時に前記インクジェットヘッドの吐出面を密着させ、前記インクジェットヘッドの回復処理時に前記ノズルから排出されたインクを受けるキャップ部と、前記キャップ部と連通され、前記インクジェットヘッドの回復処理時に前記キャップ部を介して前記ノズルをインク吐出面側から吸引するポンプと、前記キャップ部と前記ポンプとを連通させる流路に設けられるバルブと、前記インクジェットヘッドの回復処理時に生じた廃インクが収容される着脱可能な廃インク収容部と、前記インクジェットヘッドの走査領域に対応する領域に、全面印字時において前記記録媒体の縁の外周に吐出されるインクを受容するインク受容部と、前記連結部、前記インク供給路、前記インクカートリッジを収納するインクカートリッジ収納部、前記インク受容部、前記キャップ、前記ポンプ、前記バルブ、及び前記廃インク収容部が一体的に搭載され、前記記録媒体が供給されるとともに排出される前記装置正面から装置と着脱可能に構成されるとともに、前記記録媒体が供給されるとともに排出される前記装置正面に前記インクカートリッジを挿入する挿入口を有し、前記インクジェットヘッドの走査領域の垂直方向下側に配置されるサブカートリッジと、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、インクジェットヘッドの垂直方向下側に記録媒体供給手段を配置し、インクジェットヘッドに供給されるインクを収容するインクカートリッジを垂直方向のインクジェットヘッドと記録媒体供給手段との間（即ち、記録媒体の搬送スペース）に配置し、更に、記録媒体供給手段及びインクカートリッジを装置正面から装置に着脱可能に構成するので、装置が小型化されるとともに、装置上面側をフリースペースにすることで他の機器を装置上面側に設置可能である。特に、記録媒体供給手段の装着方向となる奥行き方向の小型化に効果がある。また、インクジェットヘッドとインク供給路とを連結及び離間可能に構成することで、装置内においてインク供給路を引き回す必要がなくなり、インク供給路をコンパクトに配置することができる。インクジェットヘッドとインク供給路が離間している状態では、連結部のインクジェットヘッド側及びインク供給路側とも閉じるように構成するために逆支弁構造などの開閉手段を備える態様が好ましい。さらに、インクジェット記録装置とインク供給系との連結部やインク供給系の構造をサブカートリッジ内にまとめることで、装置内のインク供給系が占有するスペースをコンパクトにまとめることができ、さらに、サブカートリッジ及びインクカートリッジがともに装置正面側から操作可能であり、操作性が向上する。

インクジェットヘッドの垂直方向下側にインクカートリッジを備えることで、インクジェットヘッド（インクジェットヘッドインク吐出面）とインクカートリッジとの揚水高さ（水頭圧差）によりインクジェットヘッド内に負圧を発生させる。

また、インクジェットヘッドのインク吐出面における内圧が大気圧に対して−１００Ｐａ〜−５００Ｐａとなるようにインクカートリッジの垂直方向の距離（高さ）が設定される。

複数色のインクを用いる態様では、各色のインクカートリッジを備え、各色のインクカートリッジがインクジェットヘッドからの垂直方向の距離が略同一となるように、各色のインクカートリッジが配置される。装置正面とは、装置が設置されたときに使用者と向かい合う面であり、装置の上面及び底面を除く面である。この装置正面は略平面や略球面でもよいし、角（稜線）をはさむ２つの面から構成されてもよい。

記録媒体には、インクジェットヘッドによって吐出されるインクを受ける媒体であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

記録媒体を搬送する搬送手段には、記録媒体供給手段から取り出された記録媒体を垂直方向上側（垂直方向上側を含む方向）にインクジェットヘッドの記録領域と垂直方向の略同一面へ搬送する垂直搬送部と、インクジェットヘッドの記録領域へ記録媒体を水平に搬送する水平搬送部と、を備える態様がある。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記キャップ部、前記ポンプ、前記バルブ、前記廃インク収容部を有し、前記インクジェットヘッドの回復処理を行う回復処理手段を備えたことを特徴とする。

回復処理手段には、インクジェットヘッドのインク吐出面に密着させてインクジェットヘッド内のインクの乾燥を防止するとともに、予備吐出時のインク受けとなるキャップを備える態様がある。また、該キャップにポンプなどの吸引手段を接続してインクジェットヘッド内のインクを吸引する態様もある。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記インク受容部は、前記サブカートリッジの垂直方向の上側面に設けられるとともに、前記サブカートリッジに搭載された状態で前記インクジェットヘッドの吐出面と対向する面に開口が設けられた構造を有することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記インク受容部は、前記記録媒体の印字領域における搬送ガイドと兼用されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、インクジェットヘッドの記録領域の構造を簡素化することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記インク受容部は、前記サブカートリッジと着脱可能な構造を有することを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、インク受容部が汚れた場合にインク受容部のみを交換可能である。また、インク受容部を清掃する場合にもサブカートリッジから取り外すことで作業性の向上が見込まれる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記サブカートリッジは、装置から離脱させた状態で垂直方向下側面から前記廃インク収容部を取り出し可能な構造を有することを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、インクジェットヘッドの回復処理時に出る廃インクの除去が容易になる。例えば、廃インクで一杯になった廃インク収容部のみを交換可能である。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記インクジェットヘッド内のインク流路と連通し、第１の開閉部材を具備し前記連結口に連結されるインク供給口と、前記インクジェットヘッドと前記インク供給口との間に設けられ壁面の一部に弾性変形部材を有するサブタンクと、を有する負圧維持部を備え、前記負圧維持部は、前記インクジェットヘッドのインク供給時には前記インク供給路と連結されて前記インクジェットヘッドと前記インクカートリッジとの水頭圧差に前記インクジェットヘッドの内部圧力を維持し、前記インクジェットヘッドの印字実行時には前記第１の開閉部材を閉めて内部を密閉することを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、簡単な構造でインクジェットヘッドの内部圧力を維持することができるので、インクジェットヘッドとインク供給系を離間した場合にポンプなどを用いて負圧を維持する必要がなく、装置の構成をコンパクトにすることができる。

インクジェットヘッド内のインクが減少するとインクジェットヘッド内の負圧が大きくなる（即ち、インクジェットヘッドの内部圧力が下がる）ので、インクジェットヘッドの内圧が所定のしきい値を下回るとインクジェットヘッドとインク供給路を連結させ、インクジェットヘッドの内部圧力をインクジェットヘッドとインクカートリッジとの水頭圧差に復帰させればよい。

サブタンクを構成する面の１面以上に可塑性膜が設けられる態様が好ましい。可塑性膜が設けられる面は全体を可塑性膜で形成してもよいし、その一部に可塑性膜を設けてもよい。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のうち何れか１に記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記弾性変形部材の変形量によって前記サブタンクの容積変化を検出する容積検出手段と、前記検出手段に検出結果に基づいて前記インクジェットヘッド内部の圧力を判断し、前記インクジェットヘッド内部の圧力に応じて前記インクジェットヘッドと前記インク供給路との着脱を行うことを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、簡単な方法でインクジェットヘッド内の圧力を検出することができる。

サブタンクの容積変化量を検出する一態様として弾性変形部材の変形量からサブタンクの容積変化を知る態様がある。即ち、容積検出手段は弾性変形部材（例えば、サブタンクの一壁面に設けられた可塑性膜）の変形によって移動するアクチュエータ（容積変換手段）と、該アクチュエータの移動位置を検出する検出素子とを備える態様がある。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は８記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記負圧維持部は、前記負圧維持部は、前記サブタンクの上側に位置し、前記サブタンク内のインクから分離された気泡が滞留する気泡溜まり部と、前記気泡たまり部に滞留する気泡を排出する気泡排出口と、を有し、前記気泡排出口と前記負圧維持部の上部で連通する第２の開閉部材を具備する気泡排出路と、前記気泡排出路の前記気泡排出口と反対側の端部から前記負圧維持部内を吸引する吸引手段と、を備えたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、サブタンク及び気泡溜まり部を介してヘッド内に流入した気泡を外部に排出可能に構成されるので、ヘッド内への気泡混入による吐出異常を未然に防ぐことができる。

吸引手段は、ポンプなどの吸引装置（吸引部材）と、該吸引装置を制御する吸引制御手段と、を備える態様がある。吸引制御手段を装置の制御系に含まれる他の制御系と兼用してもよい。

第２の開閉部材（気泡排出路開閉部材）には、サブタンクから吸引手段の方向へのみ吸引可能とする一方向連通機構（例えば、逆支弁）を適用する態様が好ましい。第２の開閉部材の制御の一例を挙げると、印字実行時や印字待機時にはサブタンク（インクジェットヘッド）内の負圧を維持し（第２の開閉状態を閉状態とし）、気泡排出時には第２の開閉手段を開状態とすることでサブタンク内の気泡排出を排出する制御がある。

請求項１０に記載の発明は、請求項９記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記吸引手段は、前記インクジェットヘッドのインク吐出面からインクジェットヘッド内部を吸引手段と兼用されることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、気泡排出用の吸引手段を個別に持たずにインクジェットヘッド内の気泡排出を可能にし、装置の小型化、構成の簡略化を実現し、コストダウンに寄与する。

サブタンクと連通する気泡排出路のサブタンク（気泡留め部）と反対側の端部をインクジェットヘッドのノズル形成面近傍に配置する態様が好ましい。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、前記吸引手段を用いて、前記負圧維持部の前記気泡排出口から吸引を行うか、或いは前記インクジェットヘッドのインク吐出面から吸引を行うかを切り換える吸引切換手段を備えたことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明によれば、気泡排出口からの吸引とインク吐出面からの吸引を切換可能に構成することで、サブタンク内（インクジェットヘッド内）の気泡排除をインク吐出面から行うことなく実施できるので、ヘッドの内の気泡排除をインク吐出面から実行する従来の吸引に比べて、吸引による無駄なインクの消費量を抑えることができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至９のうち何れか１項に記載のインクジェット記録装置の一態様に係り、記インクカートリッジは、内部が大気と連通可能なインクカートリッジ容器と、前記インクカートリッジ容器内部に収納され、インク量の減少に伴い垂直方向に折りたたみ可能な折り目を有し、前記インクカートリッジ容器と相似形状の平面形状を持つインク収容部材と、を備えたことを特徴とする。

請求項１２に記載の発明によれば、インク収容部材の厚み（垂直方向の長さ）を検出することでインク収容部材内のインク残量を容易に知ることができる。

本発明によれば、インクジェットヘッドの垂直方向下側に記録媒体供給手段を配置し、インクジェットヘッドに供給されるインクを収容するインクカートリッジを垂直方向のインクジェットヘッドと記録媒体供給手段との間（即ち、記録媒体の搬送スペース）に配置し、更に、記録媒体供給手段及びインクカートリッジを装置正面側から装置に着脱可能に構成するので、装置が小型化されるとともに、装置上面側をフリースペースにすることで他の機器を装置上面側に設置可能である。特に、記録媒体供給手段の装着方向となる奥行き方向の小型化に効果がある。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド（インクジェットヘッド）１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインクカートリッジ１４（１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ）と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、ガイドシャフト２０に支持されながらガイド２２に沿って印字部１２を記録紙搬送方向と略直交する主走査方向に走査させるキャリッジ２４と、印字部１２が有する各色の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのそれぞれに連結され、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの内部に負圧を発生させる印字ヘッドと同数の負圧維持部２６と、を備えている。

給紙部１８には、所定のサイズに切断されたカット紙が装填される給紙カセットを用いる方式が適用される。複数のサイズの記録紙１６に印字を行う場合には、給紙部１８に装着されている給紙カセットを取り出し、所望のサイズの記録紙１６が装填された給紙カセットに交換する。なお、同一サイズの異なる紙種の記録紙１６を装填したカセットを用意してもよい。

このように、インクジェット記録装置１０は複数種類の記録紙を利用可能に構成されており、給紙カセットには装填される記録紙１６の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体が取り付けられ、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、インクジェット記録装置１０は使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて装置内の各部が制御される。例えば、記録紙１６の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行ってもよい。

給紙部１８に装填された記録紙１６は、給紙ローラ３０の回動によって搬送路３２に送り出され、搬送路３２に設けられた搬送ローラ３４に沿って垂直方向上側に搬送されるとともに、搬送路３２において表裏が反転されて（搬送路３２内で１回ターンして）印字部１２の直下へ送られる。記録紙１６は、印字部１２の直下において搬送ローラ３６によって所定の平面性を維持されながら一定の搬送ピッチで水平面内の所定の搬送方向（副走査方向、矢印線で図示）に送られる。

記録紙１６が印字部１２の直下の印字領域に到達すると、キャリッジ２４を主走査方向に走査させながら、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの記録紙１６と対向する面に設けられたノズルから各色インクを吐出させて主走査方向の印字を実行する。１回の主走査方向に印字が終わると、記録紙１６は副走査方向に所定の距離だけ送られ、キャリッジを主走査方向に移動させながら主走査方向の印字が行われる。このようにして、副走査方向に記録紙１６を一定ピッチずつ搬送方向へ送りながら主走査方向の印字を繰り返すことで、記録紙１６の全面にわたって所望の画像が記録される。所望の画像が形成された記録紙１６は、所定の搬送方向に送られて排紙部３８から装置外部に排出される。

各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのそれぞれに供給されるインクを貯蔵しておくインクカートリッジ１４（Ｋインクに対応するＫインクカートリッジ１４Ｋ、Ｃインクに対応するＣインクカートリッジ１４Ｃ、Ｍインクに対応するＭインクカートリッジ１４Ｍ、Ｙインクに対応するＹインクカートリッジ１４Ｙ、これらを総称してインクカートリッジ１４と記載する。）は、装置本体と分離可能なサブカートリッジ１４０に設けられる挿入口（不図示）に装着される。インクカートリッジ１４がサブカートリッジ１４０に装着されると、インクカートリッジ１４はサブカートリッジ１４０の内部に設けられたインク供給路（図１には不図示、図５に符号１４６で模式的に図示）と連通する。

本例に示すインクジェット記録装置１０では、サブカートリッジ１４０はインクカートリッジ１４を装置の前面側から着脱可能な構造を有し、装置本体はインクカートリッジ１４が装着されるサブカートリッジ１４０を装置前面側から装置本体に着脱可能な構造を有している。

即ち、装置本体にはサブカートリッジ１４０を挿入するサブカートリッジ挿入口が正面に設けられ、サブカートリッジにはインクカートリッジ１４を挿入するインクカートリッジ挿入口（図１には不図示、図５に符号１４２Ｋ，１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙで図示）が前面（サブカートリッジ１４０を装置本体に装着したときの装置前面に対応する面）に設けられている。

〔印字ヘッドの構造〕
次に、印字ヘッドの構造について詳説する。各色インクに対応する印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは同一構造を有しているので、これらを符号５０で表すことにする。

図２には、ノズル５１の配置例を示す。印字ヘッド５０は、ｎ個のノズル５１（５１-1〜５１-n）を有し、このｎ個のノズルが２列に千鳥状に並べられている。このようにノズル５１を千鳥配置することで、副走査方向における実質的なノズルピッチを小さくすることができる。図２に示すノズル配置における主走査方向の実質的なノズルピッチは隣接ノズル（例えば、ノズル５１-1とノズル５１-2）との副走査方向の距離ｈとなる。

図３は、印字ヘッド５０の立体構造を示す断面図である。ノズル５１はインクが収容される加圧液室５２と連通し、更に、各加圧液室５２は複数の加圧液室５２にインクを供給する共通流路５５と連通する。

また、加圧液室５２の内部には、加圧液室５２内のインクを加圧する加圧素子（ヒータ）５８が設けられ、加圧素子５８を駆動して加圧液室５２内にバブルを発生させ、バブルの圧力によってノズル５１からインクが吐出される。即ち、本例に示す印字ヘッド５０には、ヒータの加熱エネルギーにより加圧液室に発生させたバブルの圧力をインクの吐出力に用いるサーマル方式が適用される。

〔制御系の説明〕
図４は、インクジェット記録装置１０のシステム制御系の構成を示すブロック図である。

インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、ポンプドライバ７５、モータドライバ７６、バルブドライバ７７、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

ポンプドライバ７５は、印字ヘッド５０の回復処理部（図４の符号１６０）に設けられるポンプ２９２などのオンオフ制御や駆動方向の制御を行う制御ブロックである。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバー（駆動回路）である。なお、図４には、複数のモータ及びこれらを駆動するモータドライバをモータドライバ７６及びモータ８８として図示したが、システムコントローラ７２は複数のモータドライバ及びモータを制御している。

一例を挙げると、図１に示す給紙ドラムを駆動するモータやキャリッジ２４を動作させるモータ、記録紙１６の搬送路に備えられる搬送ローラ３４，３６を駆動するモータなどがある。

バルブドライバ７７は、後述するインク供給系に備えられるバルブ２８８，２９０（図１５参照）の開閉を行う制御ブロックである。

また、ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってのヒータ８９を駆動するドライバーである。

即ち、システムコントローラ７２は、ポンプドライバ７５、モータドライバ７６、バルブドライバ７７、ヒータドライバ７８などの各部に制御信号を送出し、この制御信号に基づいてポンプドライバ７５はポンプ２９２等のポンプを制御し、モータドライバ７６はモータ８８を制御し、バルブドライバ７７はバルブ１８８，１９０を制御し、ヒータドライバ７８はヒータ８９を制御する。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図３において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０に設けられた加圧素子５８を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印字検出部９４は、印字部１２の印字結果を撮像するイメージセンサ（撮像素子、例えば、ＣＣＤ）を含み、該イメージセンサによって読み取った読取結果からノズル５１の目詰まりその他の吐出異常をチェックする手段として機能する。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部９４から得られる情報に基づいて、印字ヘッド５０に対する各種補正を行う。

印字ヘッド５０は、印字ヘッド５０内のインクの残量を検出する残量検出部を備えている。印字実行中には印字ヘッド５０内のインク残量が定期的に検出され、インク残量が所定量を下回ると印字ヘッド５０内にインクが補給される。

また、図１に示すサブカートリッジ１４０には、インクカートリッジ１４内のインク残量を検出する残量検出部９２を備えている。残量検出部９２から得られるインクカートリッジ１４の残量情報は所定の表示手段により表示されるとともに、インクカートリッジ１４内のインク残量が少なくなると報知手段によりその旨が報知される。

〔サブカートリッジの説明〕
次に、サブカートリッジについて説明する。図５は、サブカートリッジ１４０の斜視図であり、図６はサブカートリッジ１４０を装置本体に装着した状態の装置上側から見た平面図である。図６では、印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ及びサブカートリッジ１４０以外の図示は省略されている。

図５に示すように、サブカートリッジ１４０はその前面（正面）にインクカートリッジ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙが挿入されるインクカートリッジ挿入口１４２Ｋ，１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙが設けられている。インクカートリッジ挿入口１４２Ｋ，１４２Ｃ，１４２Ｍ，１４２Ｙを介してインクカートリッジ装着部１４４Ｋ，１４４Ｃ，１４４Ｍ，１４４Ｙにインクカートリッジ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙが装着されると、インクカートリッジ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙはサブカートリッジ１４０の内部に設けられたインク供給路１４６を介して、インク供給連結部１４８（１４８Ｋ，１４８Ｃ，１４８Ｍ，１４８Ｙ）と連通する。図５にはインク供給路１４６を１本の線で模式的に図示したが、サブカートリッジ１４０の内部には各色のインクに対応するインク流路が個別に設けられている。

インク供給連結部１４８は、サブカートリッジ１４０を装置本体に装着した状態における印字ヘッド５０の走査領域の一方の端部に設けられる（図６参照）印字ヘッド５０とサブカートリッジ１４０との連結部である。

本例に示すインクジェット記録装置１０は、印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙにインク充填が必要になると、印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを搭載したキャリッジ２４（図６参照）をインク供給連結部１４８が設けられる走査領域の一方の端部に移動させ、印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが負圧維持部２６を介してサブカートリッジ１４０と連結されるピットイン方式が採用される。

サブカートリッジ１４０に設けられるインク供給連結部１４８はインク供給針２０４を含んで構成され、このインク供給針２０４は凸形状を有するとともに負圧維持部２６のインク供給部１４９（図６に図示）と嵌合可能な形状を有している。なお、印字ヘッド５０は、印字ヘッド５０に接続される負圧維持部２６を通じてサブカートリッジ１４０と連結されるが、本明細書では、印字ヘッド５０が負圧維持部２６を介してサブカートリッジ１４０と連結されることを、「印字ヘッド５０がサブカートリッジ１４０と連結される」と記載することがある。

印字ヘッド５０がサブカートリッジ１４０に連結されると、インク供給路１４６及びインク供給連結部１４８、負圧維持部２６（図１参照）を介して印字ヘッド５０（１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ）はインクカートリッジ１４（１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ）と連通する。本例に示すインクジェット記録装置１０では、インクカートリッジ１４は印字ヘッド５０のノズル５１の開口位置から鉛直方向の距離が１０ｍｍ〜５０ｍｍとなるように配置される。

即ち、印字ヘッド５０とインクカートリッジ１４との揚水高さにより、印字ヘッド５０とインクカートリッジ１４との間には水頭圧差が生じ、この水頭圧差は印字ヘッド５０へインクを供給するときに印字ヘッド５０内に発生させる負圧となる。

印字実行時には、印字ヘッド５０はサブカートリッジ１４０から離間し、負圧維持部２６（図１参照）の機能によって印字ヘッド５０の内部は所定の負圧が維持される。なお、負圧維持部２６の詳細については後述する。

印字ヘッド５０とサブカートリッジ１４０が連結される印字ヘッド５０の位置をホームポジションとし、記録待機中や印字処理開始時及び印字処理終了時、メンテナンス実行時には印字ヘッド５０をホームポジションに移動させるようにキャリッジ２４が制御される。

サブカートリッジ１４０には、印字領域における記録紙１６の搬送ガイドとなる搬送ガイド部１５０と、縁なし印字時の記録紙１６の幅からはみ出したインクを受けるインク受容部１５２と、の機能を備えたガイド部材１５４を備えている。このガイド部材１５４は、その外縁部分に形成された凸部が印字領域における記録紙１６の搬送ガイド部１５０となり、周囲を搬送ガイド部１５０（凸部）で囲まれた領域がインク受容部１５２となっている。

このガイド部材１５４にインクなどの汚れが付着した場合には、ユーザがサブカートリッジ１４０から取り外して清掃または交換することができる。ガイド部材１５４には樹脂材料が好適に用いられる。インク受容部１５２に多孔質部材や不織布など液体を吸収する吸収部材を備え、インク受容部１５２が廃インクで一杯になるとガイド部材１５４から吸収部材のみを取り出すように構成すると、インク受容部１５２のメンテナンスが容易になる。

サブカートリッジ１４０には、キャップ部（不図示）及びインク吸引部（不図示）を有する回復処理部１６０（図５には不図示、図６に図示）が配設される。回復処理部１６０は、印字ヘッド５０がサブカートリッジ１４０に連結された状態（印字ヘッド５０がホームポジションに位置する状態）で、印字ヘッド５０のノズル５１形成面直下に位置している。回復処理部１６０には、後述するキャップ２８２やバルブ２８８、ポンプ２９２（図１５参照）を含む構成がある。

印字処理開始前や印字待機中などの非印字時には、印字ヘッド５０のノズル５１形成面にキャップを密着させてノズル５１内（印字ヘッド５０内）のインクの乾燥を防止し、インクの粘度上昇による吐出異常を回避する。

また、ノズル５１内（印字ヘッド５０内）に気泡が発生した場合やノズル５１内の増粘インクをノズル５１から除去する場合には、前記キャップをノズル５１形成面に密着させてノズル５１から印字ヘッド５０内のすべてのインクを吸引し、印字ヘッド５０にはインク供給部１４９側から新しいインクが供給される。

サブカートリッジ１４０には、回復処理部１６０により吸引された廃インクを回収する廃インク回収部（廃インクタンク）１６２と、回復処理部１６０と廃インクタンク１６２とを連通させる廃インク流路１６４を備えている。

廃インクタンク１６２は、サブカートリッジ１４０を装置本体から取り出した状態でサブカートリッジ１４０の下面側から取り外すことができる。したがって、廃インクカートリッジが廃インクで一杯になった場合には、サブカートリッジ１４０から取り外して新しい廃インクカートリッジに交換可能であり、廃インクタンク１６２のみを廃棄することができる。インク受容部１５２と廃インクタンク１６２とをチューブなどの流路部材を介して連通させ、インク受容部１５２に収容されるインクを廃インクタンク１６２に集めるように構成してもよい。

上述したように、印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙへインクを供給するインク供給系と、インク受容部１５２や回復処理部１６０、廃インクタンク１６２から構成されるインク回収系と、をサブカートリッジ１４０内に集約して収納することでインクチューブの引き回しや廃インクのメンテナンスをユーザが容易に行うことができる。

〔負圧維持部の説明〕
次に、負圧維持部２６ついて詳説する。図７は、負圧維持部２６の構造を示す概略構成図である。図７に示す負圧維持部２６は、印字ヘッド５０との連通口であるヘッド連通口１７０と、バルブ１７２を有しサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８（図７には不図示）と連結されるインク供給部１４９と、印字ヘッド５０へ供給されるインクが一旦貯留され、板バネ１７６及び可塑性膜１７８から構成される弾性変形部材を有し、その内部圧力の変化によって変形可能なサブタンク１８０と、負圧維持部２６内の気体（例えば、印字ヘッド５０から流入した気泡）が滞留する気泡溜まり部１８２と、を備えている。

サブタンク１８０は、その内部圧力が大気圧力よりも小さい場合に少なくともその一部が弾性変形する構造を有し、サブタンク１８０の容積が収縮することで負圧を発生させる構造となっている。また、その内部圧力が大気圧力になった場合は、弾性変形の復元力でその容積は復元される。

図７には、弾性変更部材として板バネ１７６と可塑性膜１７８を備えた態様を示す。図７に示す態様では、サブタンク１８０の少なくとも１つの壁面に板バネ１７６と可塑性膜１７８とを面同士で接着（溶着）させた弾性変形部材を備えている。なお、板バネ１７６と可塑性膜１７８との組み合わせによる弾性変形部材は上記構成以外にも、板バネ１７６と可塑性膜１７８とをサンドイッチ状にはさみ込んでこれらを溶着する構成でもよい。板バネ１７６の形状（弾性係数）は、弾性変形部材の変形量と変形時の発生圧力によって適宜設計される。

上記構成によるサブタンク１８０は、その内部の圧力が大気圧の場合には板バネ１７６に変形力が作用しないが、印字ヘッド５０（図７には不図示）側からインクを吸引して負圧を発生させると板バネ１７６はサブタンク１８０の容積を縮小する方向に変形し、サブタンク１８０の内部に負圧が発生するように構成されている。

気泡溜まり部１８２は、排出口１８４を介して気泡流路１８６（気泡排出路）と連通し、気泡流路１８６にはバルブ１８８（第２の開閉部材）が設けられ、更に気泡流路１８６の排出口１８４（気泡排出口）と反対側の端部は気泡排出チャンバ（図１５に符号２８０で図示）と連通している。

図７に示すように、は印字ヘッド５０から流入した気泡がその上部で滞留し、その気泡が引っかかることなく気泡の浮力にて上部の気泡溜まり部１８２に導かれる形状（例えば、半球形状）をなしている。

図８(a),(b)には、バルブ１８８の構造例を示す。図８(a)に示すように、バルブ１８８は略球形状の逆支弁１９０と、負圧維持部２６と連通する側（図８（ａ）における下側）に設けられる逆支弁１９０により封止可能な大きさの開口１９２と、気泡排出チャンバと連通する側（図８（ａ）における上側）に設けられ、逆支弁１９０の直径よりも大きな略円形状の内側に凸形状を有する（図８(b)参照、図８(b)は図８(a)の５ｂ−５ｂ線に沿う断面図）開口１９４と、を備えている。

逆支弁１９０は、気泡排出チャンバ側のポンプ（図１５に符号２９２で図示）により吸引されない状態では開口１９２と接触して開口１９２を封止し、気泡排出チャンバ側のポンプにより吸引される状態では開口１９４と接触し、逆支弁１９０と開口１９４の隙間から気泡が排出される。なお、図８(a),(b)に示すバルブ１８８の構造はあくまでも一例であり、逆支弁構造を有する他の構造を適用してもよい。

図９(a),(b)には、負圧維持部２６のインク供給部１４９に設けられるバルブ１７２（第１の開閉部材）の構造例を示す。図９(a)には、負圧維持部２６とサブカートリッジ１４０が離間した状態を示し、図９(b)には、負圧維持部２６とサブカートリッジ１４０が連結した状態を示す。

図９(a)に示す負圧維持部２６とサブカートリッジ１４０が離間した状態では、弾性変形部材（例えば、バネ）２００により付勢された逆支弁２０２により、バルブ１７２のインク供給連結部１４８のインク供給針２０４が挿入される挿入口２０６は封止される。

図９(b)に示す負圧維持部２６とサブカートリッジ１４０が連結した状態では、挿入口２０６にインク供給針２０４が挿入されると、インク供給針２０４によって逆支弁２０２を弾性変形部材２００の付勢方向と反対方向へ押し、インク供給連結部１４８から開口穴２０８を通ってインクがバルブ１７２の内部へ流入する。

図９(a),(b)に示す逆支弁構造を有するバルブ１７２を介してサブカートリッジ１４０（インク供給系）と、負圧維持部２６（印字ヘッド５０）とを連通させる構造を有することで、図９(b)に示す連結状態では印字ヘッド５０とインクカートリッジ１４との水頭圧差により印字ヘッド５０の内部に適正な負圧を発生させて、インク供給系から印字ヘッド５０へ自動的にインクを供給することができ、図９(a)に示す離間状態では印字ヘッド５０の内部に発生させた負圧は負圧維持部２６内の密閉されたサブタンク１８０により適正に維持される。

印字ヘッド５０をサブカートリッジ１４０から切り離し、印字を実行して印字ヘッド５０内のインクを消費すると、インクの消費に伴い負圧維持部２６の内部圧力（負圧）は大きくなる。本例に示すインクジェット記録装置１０では、負圧維持部２６の内部圧力を検出し、負圧維持部２６の内部圧力が規定値を超えると、負圧維持部２６（印字ヘッド５０）をサブカートリッジ１４０に連結してインクを負圧維持部２６に供給する。

前記規定値を前記水頭圧差に設定すると、負圧維持部２６の内部圧力が前記水頭圧差よりも大きくなった状態で負圧維持部２６がサブカートリッジ１４０に連結され、負圧維持部２６へインクが容易に供給される。

図１０及び図１１を用いて、負圧維持部２６の内部圧力検出の一例を説明する。本例に示す負圧維持部２６の内部圧力検出では、可塑性膜１７８の変形量から負圧維持部２６の内部圧力の増加量が検出される。図１０は、負圧維持部２６の内部に設けられ、可塑性膜１７８を有するサブタンク１８０である。破線で示す可塑性膜１７８’はインクが供給された状態（インクが供給された直後の初期状態）を示し、実線で示す可塑性膜１７８は印字ヘッド５０内のインクが減少するとともに負圧維持部２６の内部圧力が大きくなり、インクの補充が必要になった状態である。

図１０に示すように、負圧維持部２６のインクが一時貯留されるサブタンク１８０の一部を可塑性膜１７８で構成することで、負圧維持部２６の内部圧力の変化量を可塑性膜１７８の変形量（負圧維持部２６の容積変化量）に置き換え可能である。

図１１(a),(b)には、可塑性膜１７８の変形量を検出する検出部（負圧維持部２６の内部圧力検出部）２２０の構成を示す。図１１(a),(b)に示す可塑性膜１７８の変形量検出部２２０は、可塑性膜１７８の変形量に応じて回動するアクチュエータ２２２と、２つの光学式センサ２２４及びセンサ２２６を含んで構成される。

センサ２２４は、可塑性膜１７８の初期状態に対応する位置に設けられ、負圧維持部２６がサブカートリッジ１４０に連結された状態で印字ヘッド５０とインクカートリッジ１４との水頭圧差を検出する。センサ２２６は、プリント実行時における負圧維持部２６の内部圧力の上限圧力を検出する。

図１１(a)は、負圧維持部２６サブカートリッジ１４０が連結された状態であり、この状態における負圧維持部２６の内部圧力は、−１０ｍｍＨ_２Ｏである。また、図１１(b)は、プリント実行時における負圧維持部２６の内部圧力の上限状態（インク補充が必要な状態）であり、この状態における負圧維持部２６の内部圧力は−７０ｍｍＨ_２Ｏである。図１１(a),(b)に示すアクチュエータ２２２に代わりストレンゲージ（ひずみ検出部材）を用いることも可能である。

図１１(a),(b)には、光学式センサを２つ備える態様を例示したが、２つのセンサのうちセンサ２２４は省略可能であり、少なくとも、可塑性膜１７８の変形量（サブタンク１８０の容積変化量）が所定量以上となったことを検出するセンサ（図１１(a),(b)ではセンサ２２６）を備えていればよい。

上述した負圧維持部２６を設けることで、印字ヘッド５０へインクを供給する際には、ポンプなどの圧力発生手段を設けることなく印字ヘッド５０とインクカートリッジ１４との水頭圧差によって自動的にインクを供給することができ、印字実行時には、印字ヘッド５０の内部に適正な負圧を発生させるとともに、負圧維持部２６の内部圧力の変化によって印字ヘッド５０内のインク残量を判断でき、適切なタイミングで印字ヘッド５０へインクを供給可能である。

〔インクカートリッジの説明〕
次に、インクカートリッジ１４について詳説する。なお、各色に対応したインクカートリッジ１４（１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ）は同一構造及び機能を有している。

図１２は、インクカートリッジ１４の内部に収納され、各色インクが充填されるインク収納袋２４０の概観を示す斜視図である。図１２に示すインク収納袋２４０は、内部のインクが少なくなると折りたためる折り目２４２を有し、その折りたたみ方向（矢印線で図示）と略直交する面２４４、２４６のそれぞれに対応した位置に、少なくとも一部が光透過性材料を有する光透過領域２４８が設けられている。図１２に示す態様では、インクカートリッジの面２４４、２４６にそれぞれ２ヶ所の光透過領域を備えている。図１２には、面２４４の光透過領域を実線で図示し、面２４６の光透過領域を破線で図示する。

上述した２ヶ所の光透過領域２４８のうち、一方はインクカートリッジの略中央部を含む領域に設けられ、他方はインクカートリッジの長手方向の両端部の何れか一方の近傍（図１２では接合部２５０の近傍側）に設けられている。

また、インク収納袋２４０は、インクカートリッジ１４がサブカートリッジ１４０のインクカートリッジ装着部４４に挿入されると、サブカートリッジ１４０内のインク供給路１４６と接続される接合部２５０を有している。

インク収納袋２４０は、折りたたみ方向に対して扁平形状であり、重力作用方向に対して略扁平方向になるように配置される。このようなインク収納袋２４０をインクカートリッジ１４の内部に収納することで、インクカートリッジ１４の着脱時（装填時）の操作性の向上が見込まれるとともに、扁平形状とすることで装置本体の高さ方向の寸法が小さくなる。

次に、図１３(a)〜(c)及び図１４を用いてインクカートリッジ１４のインク残量検出について説明する。図１３(a)〜(c)はインクカートリッジ１４の断面図であり、それぞれインクカートリッジ内がインクで満たされている状態（初期状態）、インクカートリッジ内のインク残量が略１／２の状態、インクカートリッジ内のインク残量がほとんどない（インクエンド近傍）状態を示している。また、図１４はインク残量検出の制御の流れを示すフローチャートである。

図１３(a)〜(c)に示すように、インクカートリッジ１４（インクカートリッジ容器２６０）には、インク収納袋２４０の光透過領域２４８（図１２参照）に対応する部分に（インクカートリッジ容器２６０の上面２６０’及び底面２６０”に）開口部２６２〜２６５が設けられている。

また、サブカートリッジ１４０のインクカートリッジ装着部１４４（１４４Ｋ，１４４Ｃ，１４４Ｍ，１４４Ｙ）には、開口部２６２、開口部２６３に対応する位置（図１３では、上面側）に第１の発光素子２６６及び第２の発光素子２６７が設けられるとともに、開口部２６４、開口部２６５に対応する位置（図１３では、底面側）には第１の受光素子２６８及び第２の受光素子２６９が設けられている。

図１３(b),(c)に示すように、インク収納袋２４０の厚みがＬ、Ｌ’（Ｌ’＜Ｌ）、Ｌ”（Ｌ”＜Ｌ’）のように変化し、インク収納袋２４０内のインクが減少すると発光素子２６６から受光素子２６８へ到達する透過濃度が低くなるので、受光素子２６８が受容する透過濃度を検出することでインク収納袋２４０内のインク残量を検出することができる。

図１３(b)には、インク収納袋２４０内のインク残量が満充填時の略１／２（即ち、Ｌ’≒Ｌ／２）の状態を示し、図１３(c)には、インク収納袋２４０内のインク残量がほとんどない（即ち、Ｌ” ≒）インクエンド近傍の状態を示している。

インク収納袋２４０内の主たるインク残量検出は、中央部に設けられた受光素子２６９で検出される発光素子２６７の透過濃度に基づいて行われる。図１３(a)〜(c)に示すように、光透過領域２４８を透過する透過濃度はインク収納袋２４０内のインク量（インクカートリッジ１４がサブカートリッジ１４０に搭載された状態の垂直方向から検出されるインク量）に比例する関係を有している。

即ち、透過濃度が１／２倍になればインク量は１／２となり、インク収納袋２４０の厚みもまた１／２となり、インク量が満充填状態に対して１／２と判断される。

また、折り目２４２近傍（インク収納袋２４０の周囲部）に設けられた発光素子２６６及び受光素子２６８を用いてインクエンドを検出する。インク収納袋２４０内の残インクが少量になると、インク収納袋２４０の中央部近傍では折り目２４２近傍よりも先にインクがなくなる。一方、折り目２４２の近傍では、折り目２４２の剛性により最後までインクが残る。

中央部に設けられた受光素子２６９によって検出される透過濃度が所定の閾値以下になると、折り目２４２近傍に設けられた受光素子２６８によって検出される透過濃度が監視され、受光素子２６８により検出される透過濃度が所定の閾値以下となる場合にはインクエンドと判断し、インク残量報知部（例えば、表示装置）によりインクエンドが報知される。

図１４に、インク残量検出の制御のフローチャートを示す。図１４に示すように、プリントジョブが開始されると（ステップＳ１００）、インク収納袋２４０の略中央部の透過濃度により、主たる残量検出が行われ（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、インク収納袋２４０の略中央部の透過濃度と所定の閾値が比較され、インク収納袋２４０の略中央部の透過濃度が所定の閾値を超える場合（ＮＯ判定）、ステップＳ１０２に戻り主たる残量検出が継続され、インク収納袋２４０の略中央部の透過濃度が所定の閾値以下の場合には（ＹＥＳ判定）、ステップＳ１０６に進み、折り目２４２近傍の透過濃度の検出が行われる（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６において、折り目２４２近傍の透過濃度が所定の閾値を超える場合（ＮＯ判定）、プリントジョブが継続され（ステップＳ１０８）、折り目２４２近傍の透過濃度が所定の閾値以下の場合には（ＹＥＳ判定）、インクエンドを表示（報知）して（ステップＳ１１０）、当該プリントジョブを終了させる（ステップＳ１１２）。

なお、インク収納袋２４０内のインクが減少するとインク収納袋２４０の厚みが小さくなるので、開口部２６２〜２６５を利用してインク収納袋２４０の厚みを直接的に検出してもよい。

インクカートリッジ１４のインクカートリッジ容器２６０には大気連通口２７０が設けられ、インク収納袋２４０が収納されるインクカートリッジ容器２６０の内部の圧力は大気圧に保たれる。

〔インク充填制御の説明〕
次に、印字ヘッド５０のインク充填制御について説明する。図１５は、印字ヘッド５０の周辺の概略構成を模式的に示した概略構成図である。図１５中、これまでに説明した部分と同一または類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図１５に示すように、負圧維持部２６の排出口２８４はバルブ１８８を介して気泡排出チャンバ２８０に連通する。回復処理部１６０は、印字ヘッド５０のノズルと密着するキャップ２８２と、気泡排出チャンバ２８０の排出口２８４と密着するキャップ２８６を有している。

キャップ２８２及びキャップ２８６はそれぞれバルブ２８８及びバルブ２９０を介してポンプ２９２に接続される。

不図示の上下機構を動作させて、印字ヘッド５０のノズル形成面にキャップ２８２を密着させるとともに、気泡排出チャンバ２８０の排出口２８４にキャップ２８６を密着させて、バルブ２８８及びバルブ２９０を開き、ポンプ２９２を動作させることで、印字ヘッド５０及び負圧維持部２６内のインクを吸引して、印字ヘッド５０及び負圧維持部２６内の気泡を外部に排出する。また、印字ヘッド５０にインクを充填する際にも印字ヘッド５０のノズル形成面にキャップ２８２を密着させてノズル５１からインクを吸引する。

なお、キャップ２８２及びキャップ２８６はそれぞれ個別に上下機構を有してもよいし、キャップ２８２及びキャップ２８６の上下機構を共通化し、キャップ２８２及びキャップ２８６を一緒に上下させてもよい。図１５に示す態様では、キャップ２８２及びキャップ２８６の上下機構は共通化されている。

次に、インクが未充填の印字ヘッド５０にインクを初期充填する際の制御について説明する。

先ず、インクカートリッジ１４を装置本体（サブカートリッジ１４０）に装填し、キャリッジ２４を走査させて印字ヘッド５０をホームポジションに移動させ、印字ヘッド５０とサブカートリッジ１４０を連結する。

次に、キャップ２８２及びキャップ２８６を上昇させて、キャップ２８２を印字ヘッド５０のノズル形成面に密着させるとともに、キャップ２８６を気泡排出チャンバ２８０の排出口２８４が形成される面に密着させる。

バルブ２８８を閉じるとともにバルブ２９０を開き、ポンプ２９２により負圧をかけてバルブ１８８を開き、負圧維持部２６（サブタンク１８０）にインクを充填する。

負圧維持部２６へのインク充填が完了すると、バルブ２９０を閉じるとともにバルブ２８８を開き、ポンプ２９２により負圧をかけて印字ヘッド５０内にインクを充填する。

図１６には、印字実行中のインク供給制御のフローチャートを示す。図１６に示すように、プリントが実行されると（ステップＳ１０）、ステップＳ１２において負圧維持部２６のセンサ２２６のオンを監視する。センサ２２６がオフと判断されると（ＮＯ判定）、プリントを続行し（ステップＳ１４）、タイマーを用いてセンサ２２６のスキャンからの時間が計測され（ステップＳ１６）、所定の時間おきにセンサ２２６のオンが監視される。

一方、ステップＳ１２においてセンサ２２６がオンと判断されると（ＹＥＳ判定）、印字ヘッド５０はホームポジションに移動される（ステップＳ２０）。

印字ヘッド５０がホームポジションに移動されると、負圧維持部２６のインク供給部１４９はサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８に連結され（ステップＳ２２）、インクカートリッジ１４から印字ヘッド５０（負圧維持部２６のサブタンク１８０）へインクが供給される（ステップＳ２４）。

ステップＳ２４のインク供給中はセンサ２２４のオンが監視され（ステップＳ２６）、センサ２２４がオフの場合には、タイマーを用いて前回のセンサ２２４のスキャンからの時間が計測され（ステップＳ２８）、所定の時間おきにセンサ２２４のオンが監視される。

一方、ステップＳ２６においてセンサ２２４がオンと判断されると（ＹＥＳ判定）、負圧維持部２６のインク供給部１４９とサブカートリッジ１４０のインク供給連結部１４８は離間し（ステップＳ３０）、当該インク供給制御はステップＳ１２に遷移する。

上述したように、インクの初期充填時にバルブ２９０を開きバルブ２８８を閉じた状態で、サブタンク１８０の上側に設けられた排出口１８４を介して気泡流路１８６からサブタンク１８０内の気体を確実に排出することで、サブタンク１８０内をインクに置換することができる。

また、プリントジョブ実行中におけるインク供給を繰り返すとインク供給部１４９から気泡が混入すると、負圧維持部２６（図７参照）の上部にある気泡溜まり部１８２（図７参照）に該気泡が滞留する。負圧維持部２６内の気泡が増加するとサブタンク１８０内の気泡も増加し、その結果、サブタンク１８０内に収容されるインク量が減少してしまう。このようにしてサブタンク１８０内のインク量が減少すると1回のインク供給で印字できるプリント数が減ってしまうので、インク供給のタイミングでバルブ２９０を開きバルブ２８８を閉じた状態で、適宜排出口１８４から負圧維持部２６内の気泡を排出するように、制御する態様が好ましい。

本インクジェット記録装置１０は、メニスカスの乾燥によりノズル５１（図２、３参照）内部のインクが増粘し予備吐出が不可能になった場合に、キャップ２８２を印字ヘッド５０のノズル形成面に密着させ更にバルブ２８８を開き（バルブ２９０は閉じる）、ポンプ２９２を動作させてノズルから増粘インクを吸引することができる。このようにノズル５１内の劣化インクを吸引することで、印字ヘッド５０は吐出可能な状態になる。

なお、図示は省略するが、印字ヘッド５０のノズル５１を複数のブロックに分け、キャップ２８２を該ノズルブロックごとに吸引可能な構造にすることで、吸引による無駄なインク消費を抑制することができる。

上述したように、負圧維持部２６の排出口１８４からの吸引手段とキャップ２８２からの吸引手段とを兼用し、２種類の吸引モード（吸引ルート）を切り換える切換手段（バルブ２８８及びバルブ２９０）を備える態様によれば、印字ヘッド５０とサブカートリッジ１４０とを連結した状態で吸引モードを切り換えて動作させることで、気泡排除、ヘッドメニスカス部の増粘物排除、サブタンク１８０内へのインク供給、印字ヘッド５０とインクカートリッジ１４との水頭圧差による負圧発生、負圧維持を実施可能とする。

また、サブタンク１８０内の気液分離機能でその上側に滞留する気泡を排除するための機能を有しているため、印字ヘッド５０への気泡混入による吐出異常の可能性を低減し、且つ、気液分離された気泡のみを排除可能であり、インクの有効使用率の向上が見込まれる。

上記の如く構成されたインクジェット記録装置１０によれば、給紙部１８（給紙カセット）から印字部１２へ記録紙１６を搬送する搬送路を記録紙１６の表面と裏面とを反転させる構造とし、給紙部１８とその上部に設けられる印字部１２との間にインクカートリッジを備え、給紙カセット及びインクカートリッジ１４の着脱操作を正面側（前面側）から行う構造を有するので、装置の奥行き方向の寸法を縮小することができ、更に、装置上面のフリースペース化が実現される。

また、インクカートリッジ１４を扁平形状とすることで、インクカートリッジ１４の高さ方向の寸法を小さくすることが可能になり、装置全体の高さを低くすることが可能になる。

インクカートリッジ１４が装着されるサブカートリッジ１４０を備え、サブカートリッジ１４０内にインク供給系を収納し、更に、サブカートリッジ１４０は装置本体の正面側から装置本体と着脱可能に構成されるので、インク供給系をコンパクトにまとめることができ、装置内の構造が簡素化される。縁なし印字時や回復処理時に発生する廃インクが収容される廃インクタンク１６２をサブカートリッジ内に備え、廃インクタンク１６２をサブカートリッジ１４０と着脱可能に構成するので、メンテナンス性の向上が見込まれる。

また、サブカートリッジ１４０には、印字部１２直下の印字領域における記録紙１６のガイドとなる搬送ガイド部１５０及び縁なし印字時の記録紙１６の幅からはみ出したインクを受けるインク受容部１５２として機能するガイド部材１５４を備え、該ガイド部材１５４をサブカートリッジと着脱可能に構成されるので、印字領域における記録紙１６の搬送上の不具合が防止され、縁なし印字時に発生する搬送ガイド部１５０の汚れのメンテナンスが容易になる。

印字ヘッド５０（１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ）は、インク供給時にサブカートリッジ内に備えられるインク供給系と接続され、印字ヘッド５０のノズル形成面とインクカートリッジとの水頭圧差によってインク供給系から印字ヘッド５０へインクが供給される。また、印字ヘッド５０には、印字中における印字ヘッド５０内の負圧をコントロールする負圧維持部２６が接続され、印字ヘッド５０のノズル形成面とインクカートリッジとの水頭圧差を基準として印字ヘッド５０の内部圧力（負圧）が制御されるので、印字ヘッド５０の内部に負圧発生し維持するポンプ等の圧力発生源が不要である。

上述したインクジェット記録装置１０におけるインク供給方式では、印字ヘッド５０の上部に負圧維持部２６を備え、該負圧維持部２６は弾性変形部材（板バネ１７６及び可塑性膜１７８、図７参照）により印字ヘッド５０内に負圧を発生させこれを維持する方式であり、毛細管力を利用してヘッド内の負圧を発生させ維持する従来の吸収部材方式に比べて、インクカートリッジ１４内に残留するインクの量が少なくなるので、インク使用率の向上が見込まれる。

また、本インクジェット記録装置１０は、印字ヘッド５０側のサブタンク１８０（図７参照）内に気液分離機能を有する構成であり、従来のヘッドと分離される側に気液分離機能を有するインク吸収部材が設けられる構成におけるインク吸収部材に残留するインクがなく、無駄なインクが発生しない。

上述したように、インク供給部に毛細管力を利用したインク吸収部材を介在させる従来方式では、インクの粘度上昇に伴い圧力損失が大きくなりインク供給の応答性が悪化するといった弊害が生じていた。特に低温時にはインクの粘度が高くなり、更に印字デューティが大きい場合にはインク供給の応答性が問題となった。

本例では、インク供給部に毛細管力を用いたインク供給部材を備えていないので、上記従来方式に比べてインク供給の応答性が高くなり、インク供給時間が短縮される。また、インク供給の応答性がよいために印字ヘッド５０内の一定の負圧維持が容易であり、プリント物の濃度変化などを防止する効果を奏している。

上述した本発明の実施形態では、記録紙１６上にインク液滴を吐出させて記録紙１６上のカラー画像を形成するインクジェット記録装置１０を示したが、本発明の適用範囲はインクジェット記録装置に限定されず、ヘッドに設けられた吐出孔（ノズル）から水、薬液、処理液等の液類を吐出させる液吐出装置に適用可能である。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の基本構成図 図１に示すインクジェットヘッドのノズル配置を示す平面図 図１に示すインクジェットヘッドの立体構造を示す断面図 図１に示すインクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図 図１に示すインクジェット記録装置に装着されるサブカートリッジの概観を示す斜視図 図５に示すサブカートリッジの概略平面図 図１に示す印字ヘッドに接続される負圧維持部の構成を示す図 図７に示す気泡排出口に接続されるバルブの構造を説明する図 サブカートリッジ連結部及びインク供給連結部の構造を説明する図 図７に示すサブタンクの構造を説明する図 負圧維持部の圧力検出を説明する図 インク収納袋の概観を示す斜視図 インクカートリッジの残量検出を説明する図 インクカートリッジの残量検出の制御の流れを示すフローチャート 図１に示すインクジェット記録装置のインク供給を説明する図 図１に示すインクジェット記録装置の印字実行中のインク供給制御の流れを示すフローチャート

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ，５０…印字ヘッド、１４、１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ…インクカートリッジ、１８…給紙部、２４…キャリッジ、２６…負圧維持部、１４０…サブカートリッジ、１４６…インク供給路、１４８，１４８Ｋ，１４８Ｃ，１４８Ｍ，１４８Ｙ…インク供給連結部、１５４…ガイド部材、１６０…回復処理部、１６２…廃インク回収部、１７２，１８８，２８８，２９０…バルブ、１７４…サブタンク連結部、１７６…板バネ、１７８…可塑性膜、１８０…サブタンク、１８４…排出口、１８６…気泡流路、１９０、２０２…逆支弁、２２４，２２３，２２４，２２５，２２６，２２７，２２８…センサ、２４０…インク収納袋

Claims (12)

1. ノズルから記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドを前記記録媒体の幅方向に走査させる走査手段と、
   前記記録媒体が収納され、装置正面から着脱可能な記録媒体収納部を含み、前記インクジェットヘッドの垂直方向下側に配置され、前記装置正面から前記記録媒体収納部に収納されている記録媒体を装置内へ供給する記録媒体供給手段と、
   前記記録媒体供給手段から前記インクジェットヘッドのインクの吐出を受ける記録領域へ前記記録媒体が搬送されるとともに、前記記録領域において前記走査方向と略直交方向に前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記記録媒体が供給される前記装置正面から、前記インクジェットヘッドによる記録後の記録媒体を排出させる記録媒体排出手段と、
   前記インクジェットヘッドに供給するインクが収容され、装置の垂直方向における前記インクジェットヘッドと前記記録媒体供給手段との間に配置され、前記記録媒体が供給されるとともに排出される前記装置正面から着脱可能なインクカートリッジと、
   前記インクカートリッジと前記インクジェットヘッドとの間に設けられるインク供給路と、
   前記インクジェットヘッドの走査領域の少なくとも一方の端部に設けられ、前記インクジェットヘッド内にインクを供給する場合には前記インクジェットヘッドと前記インク供給路とを連結させ、前記インクジェットヘッドの印字実行時には前記インクジェットヘッドと前記インク供給路とを離間させる連結部と、
   前記インクジェットヘッドの前記連結部と連結される位置の下側に設けられ、前記インクジェットヘッドの回復処理時に前記インクジェットヘッドの吐出面を密着させ、前記インクジェットヘッドの回復処理時に前記ノズルから排出されたインクを受けるキャップ部と、
   前記キャップ部と連通され、前記インクジェットヘッドの回復処理時に前記キャップ部を介して前記ノズルをインク吐出面側から吸引するポンプと、
   前記キャップ部と前記ポンプとを連通させる流路に設けられるバルブと、
   前記インクジェットヘッドの回復処理時に生じた廃インクが収容される着脱可能な廃インク収容部と、
   前記インクジェットヘッドの走査領域に対応する領域に、全面印字時において前記記録媒体の縁の外周に吐出されるインクを受容するインク受容部と、
   前記連結部、前記インク供給路、前記インクカートリッジを収納するインクカートリッジ収納部、前記インク受容部、前記キャップ、前記ポンプ、前記バルブ、及び前記廃インク収容部が一体的に搭載され、前記記録媒体が供給されるとともに排出される前記装置正面から装置と着脱可能に構成されるとともに、前記記録媒体が供給されるとともに排出される前記装置正面に前記インクカートリッジを挿入する挿入口を有し、前記インクジェットヘッドの走査領域の垂直方向下側に配置されるサブカートリッジと、
   を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記キャップ部、前記ポンプ、前記バルブ、前記廃インク収容部を有し、前記インクジェットヘッドの回復処理を行う回復処理手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記インク受容部は、前記サブカートリッジの垂直方向の上側面に設けられるとともに、前記サブカートリッジに搭載された状態で前記インクジェットヘッドの吐出面と対向する面に開口が設けられた構造を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記インク受容部は、前記記録媒体の印字領域における搬送ガイドと兼用されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記インク受容部は、前記サブカートリッジと着脱可能な構造を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記サブカートリッジは、装置から離脱させた状態で垂直方向下側面から前記廃インク収容部を取り出し可能な構造を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記インクジェットヘッド内のインク流路と連通し、第１の開閉部材を具備し前記連結部に連結されるインク供給口と、前記インクジェットヘッドと前記インク供給口との間に設けられ壁面の一部に弾性変形部材を有するサブタンクと、を有する負圧維持部を備え、
   前記負圧維持部は、前記インクジェットヘッドのインク供給時には前記インク供給路と連結されて前記インクジェットヘッドと前記インクカートリッジとの水頭圧差に前記インクジェットヘッドの内部圧力を維持し、前記インクジェットヘッドの印字実行時には前記第１の開閉部材を閉めて内部を密閉することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記弾性変形部材の変形量によって前記サブタンクの容積変化を検出する容積検出手段と、
   前記検出手段に検出結果に基づいて前記インクジェットヘッド内部の圧力を判断し、前記インクジェットヘッド内部の圧力に応じて前記インクジェットヘッドと前記インク供給路との着脱を行うことを特徴とする請求項７記載のインクジェット記録装置。
9. 前記負圧維持部は、前記サブタンクの上側に位置し、前記サブタンク内のインクから分離された気泡が滞留する気泡溜まり部と、
   前記気泡溜まり部に滞留する気泡を排出する気泡排出口と、
   を有し、
   前記気泡排出口と前記負圧維持部の上部で連通する第２の開閉部材を具備する気泡排出路と、
   前記気泡排出路の前記気泡排出口と反対側の端部から前記負圧維持部内を吸引する吸引手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項７又は８記載のインクジェット記録装置。
10. 前記吸引手段は、前記インクジェットヘッドのインク吐出面からインクジェットヘッド内部を吸引手段と兼用されることを特徴とする請求項９記載のインクジェット記録装置。
11. 前記吸引手段を用いて、前記負圧維持部の前記気泡排出口から吸引を行うか、或いは前記インクジェットヘッドのインク吐出面から吸引を行うかを切り換える吸引切換手段を備えたことを特徴とする請求項１０記載のインクジェット記録装置。
12. 前記インクカートリッジは、内部が大気と連通可能なインクカートリッジ容器と、
    前記インクカートリッジ容器内部に収納され、インク量の減少に伴い垂直方向に折りたたみ可能な折り目を有し、前記インクカートリッジ容器と相似形状の平面形状を持つインク収容部材と、
    を備えたことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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